一种除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂及其制备方法

1.本发明是针对石油、石化和化工等领域污水，开发的一种除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂，其具有同步去除污水中油类、悬浮固体、降低污水结垢趋势和腐蚀速率的功能。


背景技术：

2.随着国家经济的迅速发展，工业企业也得到了蓬勃的发展，工业企业在快速发展的同时，生产过程中产生的污水量也在逐年增大。据2020年中国污水处理市场分析报告显示，工业污水年排放量为305.6亿吨，其中石油、石化和化工领域年污水排放量为40.8亿吨，占比为13.37％且将持续增长。由此可见石油、石化和化工领域污水处理具有广阔的市场空间。
3.石油、石化和化工领域污水具有油类和悬浮固体含量高、结垢趋势明显且腐蚀趋势大的特点，并且不同生产工艺产生的污水组分和特点也大不相同，此外针对不同的污染物，目前所采用的水处理剂产品仅能对某一种污染指标进行去除，因此造成污水处理工艺中水处理剂多点投加频繁配制药剂的问题，导致污水站储备了大量性质不同的水处理剂，产生了较大的安全隐患，此外不同性质水处理剂在投加至污水中时，因药剂化学性质的不同，不可避免的会产生相互作用，降低使用效果甚至出现恶化水质和堵塞水处理设备设施的问题，给污水处理厂的稳定运行造成了一定的困难。
4.因此，急需一种可以同时去除或抑制污水中油类、悬浮固体、结垢和腐蚀速率的一体化药剂，以达到减少运行的安全和运行相关问题，保证污水处理的稳定运行。本文所公开的除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂可同时具备去除悬浮物和油类以及阻垢率和腐蚀速率的功能。目前已公开的相关专利未见除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂的相关专利。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂及其制备方法，通过调整一体剂中组分，可将石油、石化及化工等领域污水，达到油类去除率≥90％，悬浮物去除率≥90％，阻垢率≥90％，平均腐蚀率≤0.076mm/a的指标要求。
6.本发明公开一种除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂，其分成为:
7.组分a：阳离子聚丙烯酰胺粉末质量浓度为0.4％
‑
2.4％或阳离子聚丙烯酰胺乳状液质量浓度为5％
‑
95％；
8.组分b：聚二甲基二烯丙基氯化铵质量浓度为1％
‑
40％；
9.组分c:羟基乙叉二膦酸液体剂或二乙烯三胺五甲叉膦酸液体剂或乙二胺四甲叉磷酸钠的三种组分一种或多种组合质量浓度为1％
‑
90％。
10.在一个实施例中，除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂制备包含如下步骤：
11.步骤1，向反应器中加入清水；
12.步骤2，向反应器中加入阳离子聚丙烯酰胺粉末至其质量浓度为0.4％
‑
2.4％或加入阳离子聚丙烯酰胺乳状液至其质量浓度为5％
‑
95％，充分搅拌1小时，使阳离子聚丙烯酰
胺粉末或乳状液充分溶解；
13.步骤3，加入聚二甲基二烯丙基氯化铵至其质量浓度为1％
‑
40％，充分搅拌1小时；
14.步骤4，加入羟基乙叉二膦酸液体剂或二乙烯三胺五甲叉膦酸液体剂或乙二胺四甲叉磷酸钠的三种组分一种或多种组合至其质量浓度为1％
‑
90％，再次充分搅拌1小时。
15.在一个实施方式中，步骤2所述阳离子聚丙烯酰胺乳状液由阳离子聚丙烯酰胺粉末与水混合均匀后制得，混合质量比为阳离子聚丙烯酰胺粉末：水＝(0.015
‑
0.025):0.8。
16.在一个实施方式中，当聚二甲基二烯丙基氯化铵粘度≥800cp时，步骤3与步骤2的投加顺序互换，当聚二甲基二烯丙基氯化铵粘度＜800cp时，步骤顺序不做调换。
17.在一个实施方式中，步骤4所述羟基乙叉二膦酸液体剂、二乙烯三胺五甲叉膦酸液体剂和乙二胺四甲叉磷酸钠三组分同时投加时，三者投加量的质量比为(0.1
‑
1.0):(0.1
‑
0.35):(0.1
‑
0.65)。
18.在一个实施方式中，步骤4所述羟基乙叉二膦酸液体剂和二乙烯三胺五甲叉膦酸液体剂两组分投加时，二者投加量的质量比为(0.2
‑
1.0):(0.5
‑
1.0)。
19.在一个实施方式中，步骤4所述羟基乙叉二膦酸液体剂和乙二胺四甲叉磷酸钠两组分投加时，二者投加量的质量比为(0.1
‑
0.5):(0.5
‑
0.9)。
20.在一个实施方式中，步骤4所述二乙烯三胺五甲叉膦酸液体剂和乙二胺四甲叉磷酸钠两组分投加时，二者投加量的质量比为(0.1
‑
0.4):(0.2
‑
0.7)。
21.本发明所述除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂可用于油田采油污处理。
22.本发明提供的除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂，其优点在于：在工业污水处理工艺中仅使用一个投加点位，即可实现去除污水中油类和悬浮固体的作用，同时可干扰污水中的成垢离子形成垢晶核并且与腐蚀性离子形成螯合物，进而达到阻垢和缓蚀的作用，使水处理工艺设备和管线保持正常使用，最终使污水站安全平稳运行。
23.本发明所述羟基乙叉二膦酸液体剂具有60％有效物质含量，二乙烯三胺五甲叉膦酸液体具有50％有效物质含量，乙二胺四甲叉磷酸钠具有99％有效物质含量。
附图说明
24.图1
‑
a：辽河油田某污水厂一体剂悬浮物去除效果图；
25.图1
‑
b：辽河油田某污水厂一体剂油类去除效果图；
26.图1
‑
c：辽河油田某污水厂一体剂阻垢效果图；
27.图1
‑
d：辽河油田某污水厂一体剂缓蚀效果图；
28.图2
‑
a：大庆油田某污水厂一体剂悬浮物去除效果图；
29.图2
‑
b：大庆油田某污水厂一体剂油类去除效果图；
30.图2
‑
c：大庆油田某污水厂一体剂阻垢效果图；
31.图2
‑
d：大庆油田某污水厂一体剂缓蚀效果图；
32.图3
‑
a：长庆油田某污水厂一体剂悬浮物去除效果图；
33.图3
‑
b：长庆油田某污水厂一体剂油类去除效果图；
34.图3
‑
c：长庆油田某污水厂一体剂阻垢效果图；
35.图3
‑
d：长庆油田某污水厂一体剂缓蚀效果图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
37.本发明所述“cpam”是指阳离子聚丙烯酰胺；“pdmdaac”是指聚二甲基二烯丙基氯化铵；“hedp”是指羟基乙叉二膦酸液体剂；“dtpmpa”是指二乙烯三胺五甲叉膦酸液体剂；“edtmps”是指乙二胺四甲叉磷酸钠。
38.本发明所述“质量浓度”是指投加物质量与溶液总质量的比值。
39.实施例1：一种除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂：
40.步骤1，向反应器中加入50％容器体积的清水。
41.步骤2，再向反应器中加入阳离子聚丙烯酰胺(cpam)粉末至其质量浓度为2％或cpam乳状液至其质量浓度为50％，充分搅拌1小时，使cpam粉末或乳状液充分溶解。
42.步骤3，向cpam药液中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵(pdmdaac)至其质量浓度为37％，充分搅拌1小时。
43.步骤4，最后加入羟基乙叉二膦酸液体剂(hedp)至其质量浓度为20％，再次充分搅拌1小时。
44.制备得到除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂。
45.实施例2：一种除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂
46.步骤1，向反应器中加入50％容器体积的清水。
47.步骤2，再向反应器中加入阳离子聚丙烯酰胺(cpam)粉末至其质量浓度为2.4％或cpam乳状液至其质量浓度为50％，充分搅拌1小时，使cpam粉末或乳状液充分溶解。
48.步骤3，向cpam药液中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵(pdmdaac)至其质量浓度为16％，充分搅拌1小时。
49.步骤4，最后加入质量比为0.65:0.35的edtmps和dtpmpa再次充分搅拌1小时。
50.制备得到除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂。
51.实施例3：一种除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂
52.步骤1，向反应器中加入85％容器体积的清水。
53.步骤2，再向反应器中加入阳离子聚丙烯酰胺(cpam)粉末至其质量浓度为2.4％或cpam乳状液至其质量浓度为85％，充分搅拌1小时，使cpam粉末或乳状液充分溶解。
54.步骤3，向cpam药液中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵(pdmdaac)至其质量浓度为11％，充分搅拌1小时。
55.步骤4，最后加入按照pdmdaac：hedp＝2:1的质量比再次充分搅拌1小时。
56.制备得到除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂。
57.根据下述实验例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实验例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
58.实验例1
59.辽河油田某污水厂一体剂除油、净水、阻垢和缓蚀应用试验。该试验在辽河油田某污水站开展的除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂工业化应用，应用过程中，一体剂投加至进站污水管线处，一体剂投加量为50mg/l。一体剂应用前该站污水悬浮物含量在320
‑
480mg/l之间、油类含量在280
‑
380mg/l之间、阻垢率为15
‑
20％、腐蚀速率为0.09
‑
0.16mm/a。经过两年的现场应用证明，一体剂对该站污水中的悬浮物、油类、阻垢率及腐蚀速率均优于未投加一体剂前的技术指标，图1
‑
a、图1
‑
b、图1
‑
c和图1
‑
d分别为投加一体剂后，悬浮物去除率、油类去除率、阻垢率及腐蚀速率的效果图。图1
‑
d为辽河油田某污水厂一体剂除油、净水、阻垢和缓蚀应用试验，由图可知，投加一体剂后污水中悬浮物去除率≥90％、油类去除率≥91％、阻垢率≥90％、腐蚀速率≤0.075mm/a。
60.实验例2
61.大庆油田某污水厂一体剂除油、净水、阻垢和缓蚀应用试验。该试验在大庆油田某污水厂开展的除油、净水、阻垢、缓蚀一体剂工业化应用实验，应用时一体剂投加在污水站进水管线上，一体剂投加量为40mg/l。一体剂应用前,进站污水悬浮物含量为300
‑
380mg/l、含油量为260
‑
400mg/l、阻垢率为13
‑
18％、腐蚀速率为0.09
‑
0.14mm/a。图2
‑
a、图2
‑
b、图2
‑
c和图2
‑
d分别为投加一体剂后，悬浮物去除率、油类去除率、阻垢率及腐蚀速率的效果图。图2
‑
d为大庆油田某污水厂一体剂除油、净水、阻垢和缓蚀应用试验，由图可知，一体剂对污水的悬浮物去除率≥91％、油类去除率≥91％、阻垢率≥90％、腐蚀速率≤0.075mm/a。
62.实验例3
63.长庆油田某污水厂一体剂除油、净水、阻垢和缓蚀应用试验。该试验在长庆油田某污水厂开展工业化应用实验，一体剂投加量为45mg/l。图3
‑
a、图3
‑
b、图3
‑
c和图3
‑
d分别为投加一体剂后，悬浮物去除率、油类去除率、阻垢率及腐蚀速率的效果图。图3
‑
d为长庆油田某污水厂一体剂除油、净水、阻垢和缓蚀应用试验，由图可知，在该站应用时一体剂对污水的悬浮物去除率≥92％、油类去除率≥90％、阻垢率≥90％、腐蚀速率≤0.075mm/a。
64.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
65.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。